无底锁口套箱围堰在八里湖大桥的应用

闵平

摘要：讲述锁口套箱围堰进行水中桥梁墩台施工的方法，施工技术要求。

关键词：桥梁；套箱围堰；应用；技术

0 引 言

随着桥梁施工技术的发展，水中桥梁墩台围堰的施工方法也在发生着变化，从传统的筑岛施工发展到钢板桩施工，到整体套箱施工等，这些施工方法的实现无不凝聚着桥梁建设者们的智慧，锁口套箱围堰也应运而生。它主要是结合了钢板桩围堰与整体套箱围堰的优点应用于桥梁工程，整体套箱围堰主要的缺点是重量大，需要特大型的吊装设备，且拆除回收不方便；钢板桩的主要缺点是板块小，现场施工时间长，且在深水区难以实现；锁口套箱围堰是将整体套箱分解的方法，将围堰侧板分解成小板块（比钢板桩宽，以加快施工进度）。在深水区，承台设计底高程大大高出地面，围堰板不入土，套箱设置底板，自成体系；在浅水区，承台设计底高程低于地面，围堰板入土，套箱不设置底板，利用清理后的地面及封底砼代替底板。即本文要介绍的无底锁口套箱围堰。

1 工程结构特点

代表性承台长5.6米、宽5.4米、高2.2米；底高程11.9米；承台下直径1.2米桩4根，间距3.4米；湖面最高水位16.5米；湖床面高程11.2米。

2 锁口套箱围堰结构

整个围堰体系结构由以下几部分组成（如下图）：

（1）围堰侧板：是整个围堰的围护结构，按施工过程中各种工况进行设计，需要保证足够的强度、刚度、稳定性和扭曲强度，并根据结构特点分成若干个小块，以方便承台之间的倒用，套箱侧板的尺寸一般分为：2m、1.5m、1m、0.9m（锁口）、0.4m、0.3m。

（2）内支架：围堰侧板的支撑构件，包括导梁、斜撑、横撑（必要时），同时也是围堰侧板下沉施工时的导向构件。

（3）锁口：是围堰设计的关键部位。锁口的刚度、强度、防水功能及施工便捷程度是围堰能否成功的关键，锁口材料选择了两种型号的无缝钢管作子母扣。

（4）封底砼：围堰的底板结构，作为围堰侧板的支撑构件，同时起到围堰底部止水的作用。

（5）拉杆：当计算工况在支撑位置出现拉力时，则需要设置拉杆。

3 施工流程及要求

（1）初步清基。

若承臺底高程入土较深，为避免围堰形成后，围堰内挖土方工作量过大（不方便），可在围堰形成前先挖出大部分的土方。

（2）利用桩基施工时的钢护筒，在其周边焊牛腿，做为内支架的临时支撑构件，并放线。

同一平面上焊接8个牛腿（每个钢护筒2个），要求8个牛腿平面高差少于5mm。牛腿上要求按设计围堰尺寸测量放线，割除多余的部分，确保围堰的定位与尺寸。

（3）安装上导梁及内支撑。

对上导梁牛腿抄平，安装上导梁（按已有放线）并与牛腿焊接定位，安装内斜撑及横撑，内斜撑与钢护筒相抵触，割除多余钢护筒。导梁按设计图与内斜撑焊接成一整体。

（4）安装下导梁及内支撑。

当湖水位低于下导梁的高程时，下导梁及内支撑的安装与上导梁及支撑相同；当湖水位高于下导梁高程时，则下导梁在湖水位以上安装，然后限位下放至设计高程。

（5）下插侧板并合拢

在侧板插放前，在导梁上先放出每块侧板的位置，避免在侧板安插过程中出现累积负误差，允许出现20mm以内的允许正误差，以保证合龙的精度。侧板插放前的一切工作准备就绪后，应首先把4个角上的8块侧板按设计图两块一组组拼好，角上螺栓必须上紧，以防漏水。

侧板插放顺序应根据水位及流速的具体实际情况来决定，其关键是第一块侧板下放必须保证其水平位置及垂直度符合设计要求，且必须紧贴导梁。因此，第一块侧板下放时，如水流速较大，拟先下放上游的第一块直面侧板。

第一块侧板选定后，在保证其精度下放到位后，宜先插放上游侧板，待上游插完后，再从两侧交叉地从上游往下游插放，其合龙位置应设在下游侧板处，（对于大承台：为便于最后一块侧板的合龙，下侧的导梁可留一段不预先焊牢，以便调节导梁的周长，而最后合龙）。下插后的侧板底口标高达到设计高程后，此时模板需与上、下层导梁焊连。若因水位过高而使模板与下导梁无法焊接，可将侧板焊拉在护筒上，以使侧板与下导梁贴紧。

（6）清基

按设计高程，将围堰内基底高程清至封底砼及垫层以下。需严格用测锤检查。

（7）安装拉杆。

上导梁处当水位较低时易产生拉力，若出现此工况则应设置拉杆；在灌注水下砼时，侧板下端易产生向外的推力，应设置水下拉杆，以防止产生位移；拉杆采用φ25mm精扎螺纹钢。

（8）抛填砂袋及碎石维护。

在套箱外抛填部分砂袋作为侧板的护脚，并起到防止冲刷的作用。在套箱内抛砂袋，再铺一层碎石，以确保浇注水下砼的质量。

（9）布置导管，准备水下砼封底。

按设计的面积及砼方量，在围堰内布设水下砼灌注导管，布设的数量及位置应经过计算确定，确保砼的灌注质量。

（10）水下封底砼的灌注

1）每斗砼需检查质量是否良好，其主要包括如下几个方面：坍落度、和易性、泌水性。坍落度须控制在18～22.0cm之间，但应根据砼的泌水情况作适当的调整。

2）灌注顺序是根据导管的布置顺序进行，并且应对称、交错灌注。

3）整个砼灌注过程中，须避免砼的任何一个接头面出现初凝现象，以确保砼的整体性。

4）为确保砼的灌注质量，试验室应提前做好配合比试验，以便给施工提供依据。

5）砼灌注过程中，应加强测量工作，以确保整个围堰内的封底砼标高满足施工设计要求。

（11）套箱止水

在侧板锁口部位使用瓜米石混凝土（或砂浆）灌注在锁口部位的2[14内，灌注标高至水位上0.5米，为了方便拔除，最好先套用彩条布编成的长袋子，里面用PVC管浇注低标号砼，这样既可以止水，又可以在拔除时节省人力和机械设备。

（12）抽水及封底处理

待封底砼达到设计强度90%后，抽干围堰内的水，将高出承台底高程的封底砼凿除，布置排水沟及汇水井。

（13）将上下导梁与侧板焊接联系后，割除设计桩头标高以上的钢护筒。

（14）承台及墩身施工。

（15）拆除围堰

1）切除围堰侧板与内支架及拉杆的联系。

2）重新将围堰内注水，水位可适当高于外侧水位，有利于侧板的拔除。

3）拔除侧板、拆除围堰，用抓泥斗抓除围堰周围抛填物。

3 使用效果

（1）围堰止水效果良好，为承台作业提供了良好的工作面。

（2）施工快速，整人围堰自初步清基至水下砼封底只需两天时间。

（3）可周转使用，节省投资，一般情况下可在15天内进行一次周转使用。

4 结束语

建设工程的施工方法多种多样，在这些施工方法中不能说那一种最好，如何根据工程实际情况选择最适合的方法才是最重要的；每种工法的实现也不是一成不变的，在原有工法的基础上加以适当改进或创新，以达到更适合的效果是我们在工程实施过程中应该思考的问题。